近日，青島科技大學(xué)材料學(xué)部和高分子學(xué)院的李志波、趙英杰教授在三維COFs制備及鈣鈦礦太陽能電池應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。三維COFs獨(dú)特的架空網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及出眾的穩(wěn)定性使其在氣體吸附、催化、手型分離等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。而由于構(gòu)筑單元的限制，三維COFs在依賴于長程共軛體系的光電領(lǐng)域應(yīng)用中則尚處于空白。因此，設(shè)計(jì)合成具有高共軛性的三維COFs并探索其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的研究工作。
該團(tuán)隊(duì)以螺二芴為核心三維構(gòu)筑單元，通過精巧的供體-受體骨架構(gòu)建，利用席夫堿反應(yīng)首次合成了長程共軛的三維COFs材料。借助于席夫堿反應(yīng)合成產(chǎn)物的基團(tuán)效應(yīng)，該材料展現(xiàn)出光響應(yīng)長程電荷分離的能力，并通過簡單摻雜使鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率顯著同比提升了15-18%，達(dá)到19.1%的最高光電轉(zhuǎn)化效率。
研究成功利用三維COFs架空框架避免電荷重組耗散的優(yōu)勢，為鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率向理論極限進(jìn)一步邁進(jìn)開辟了一條可行之徑。該工作發(fā)表于J. Am. Chem. Soc.,2018,140, 10016?10024.
作者：Chenyu Wu, Yamei Liu, Hui Liu, Chenghao Duan, Qingyan Pan, Jian Zhu, Fan Hu, Xiaoyu Ma, Tonggang Jiu*, Zhibo Li*, and Yingjie Zhao*
- 浙江大學(xué)黃寧研究員 Angew：三維共價(jià)有機(jī)框架的結(jié)構(gòu)調(diào)控及其在高效光氧化還原催化原子轉(zhuǎn)移自由基聚合中的應(yīng)用 2025-02-14
- 張振杰、余曠合作 JACS：柔性分子交聯(lián)構(gòu)筑準(zhǔn)三維共價(jià)有機(jī)框架聚合物 2023-03-28
- 南開大學(xué)張振杰課題組 JACS：三維共價(jià)有機(jī)框架首次用于丙炔/丙烯高效分離 2022-12-12
- 吉大楊英威教授、王林教授《Nano Lett.》：新型柱芳烴基共價(jià)有機(jī)骨架材料助力精準(zhǔn)清除牙周致病菌 →放大光動(dòng)力治療效果 2024-10-21
- 江科大晏超/張恒、東南大學(xué)孫正明/潘龍 Adv. Sci.：調(diào)節(jié)聚酰亞胺基共價(jià)有機(jī)骨架孔隙率和雙極性的先進(jìn)水系雙離子對(duì)稱電池 2024-08-28
- 西南林大杜官本院士、張蓮鵬教授等 CEJ：生物質(zhì)多胺功能化納米纖維素負(fù)載共價(jià)有機(jī)骨架構(gòu)建復(fù)合氣凝膠高效去除Cr（VI）和甲基橙 2024-03-14
